Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Folien-Drucksensor, bei dem Fehler bezüglich der Druckmessung, welche
durch Temperaturänderungen
hervorgerufen werden, reduziert oder beseitigt werden.The present invention relates to
a film pressure sensor, in the case of errors regarding the pressure measurement, which
due to temperature changes
are caused, reduced or eliminated.
Üblicherweise
wird ein Folien-Drucksensor in einer Kraftfahrzeugsitzvorrichtung
zwischen dem Bezug und einem Sitzkissenmaterial, wie z. B. Urethan,
angeordnet, um zu messen, ob ein Fahrgast während der Benutzung auf der
Sitzvorrichtung sitzt oder nicht.Usually
becomes a film pressure sensor in a motor vehicle seat device
between the cover and a seat cushion material, such as. B. urethane,
arranged to measure whether a passenger is in use on the
Seat device sits or not.
Ein Beispiel eines solchen Folien-Drucksensors 10 ist
in den 12 und 13 gezeigt. Der Folien-Drucksensor 10 weist
einen Aufbau auf, bei dem zwei isolierende Folien, die ein vorgegebenes
Schaltungsmuster und eine druckempfindliche Schicht, welche auf
einer Seite angeordnet ist, aufweisen, mittels einer isolierenden
Schicht derart laminiert sind, dass ihre druckempfindlichen Schichten
einander gegenüberliegen.An example of such a film pressure sensor 10 is in the 12 and 13 shown. The foil pressure sensor 10 has a structure in which two insulating films having a predetermined circuit pattern and a pressure-sensitive layer arranged on one side are laminated by means of an insulating layer such that their pressure-sensitive layers are opposed to each other.
Genauer gesagt handelt es sich bei
den isolierenden Folien 11a und 11b um weiche,
isolierende Plastikfolien, z. B. aus PET. Auch auf den isolierenden
Folien 11a bzw. 11b sind Schaltungsmuster 12a und 12b ausgebil det.
Hierbei werden die Schaltungsmuster 12a und 12b auf
den isolierenden Folien 11a und 11b durch Aufbringen
von Metallfolien, welche ein vorgegebenes Muster aufweisen, oder
durch Aufdruck einer leitenden Beschichtung, wie z. B. Silbertinte,
erzeugt, um ein vorgegebenes Muster auf den isolierenden Folien 11a bzw. 11b zu
bilden. Des Weiteren werden die druckempfindlichen Schichten 13a und 13b in
vorgegebenen Positionen auf die Schaltungsmuster 12a bzw. 12b gedruckt.
Die druckempfindlichen Schichten 13a und 13b weisen
jeweils eine im Wesentlichen kreisförmige Form auf und sind aus einer
Harzmischung, z. B. einer Mischung aus Polyurethanharz, Carbon und
einem anorganischen Füllstoff,
hergestellt.More specifically, the insulating films 11a and 11b around soft, insulating plastic films, e.g. B. from PET. Even on the insulating foils 11a respectively. 11b are circuit patterns 12a and 12b educated. Here the circuit pattern 12a and 12b on the insulating foils 11a and 11b by applying metal foils, which have a predetermined pattern, or by printing a conductive coating, such as. B. silver ink, generated to a predetermined pattern on the insulating films 11a respectively. 11b to build. Furthermore, the pressure sensitive layers 13a and 13b in predetermined positions on the circuit pattern 12a respectively. 12b printed. The pressure sensitive layers 13a and 13b each have a substantially circular shape and are made of a resin mixture, e.g. B. a mixture of polyurethane resin, carbon and an inorganic filler.
Bei der isolierenden Schicht 14 handelt
es sich um eine isolierende Folie, z. B. aus PET, auf der beidseitig
ein Klebstoff aufgebracht ist. Die isolierende Schicht 14 ist
lediglich an den Stellen ausgestanzt, an denen die druckempfindlichen
Schichten 13a und 13b einander gegenüberliegen.
Die isolierende Schicht 14 ist so eingepasst, dass sie
zwischen den isolierenden Folien 11a und 11b angeordnet
ist. Hierbei kann die isolierende Schicht auf einer isolierenden
Folie ausgebildet sein. In diesem Fall kann die isolierende Schicht
durch Aufbringen einer haftenden Schicht mittels eines Druckverfahrens oder Ähnlichem
auf eine isolierende Folie erzeugt werden, wobei der Bereich, in
dem sich die druckempfindlichen Schichten einander gegenüberliegen, ausgelassen
wird.With the insulating layer 14 it is an insulating film, e.g. B. made of PET, on which an adhesive is applied on both sides. The insulating layer 14 is only punched out at the points where the pressure-sensitive layers 13a and 13b face each other. The insulating layer 14 is fitted so that it is between the insulating foils 11a and 11b is arranged. Here, the insulating layer can be formed on an insulating film. In this case, the insulating layer can be produced by applying an adhesive layer to an insulating film by means of a printing process or the like, the region in which the pressure-sensitive layers are opposite to one another being omitted.
Der so erzeugte Folien-Drucksensor 10 ist dafür bestimmt,
Druckmessungen im Bereich der druckempfindlichen Schichten 13a und 13b auszuführen, die
in einem vorgegebenen Abstand, der zwischen ihnen gewährleistet
ist, einander gegenüberliegend
angeordnet sind. Das heißt,
wenn Druck in eine der durch die Pfeile P oder Q in 13 angezeigten Richtungen oder in zwei
Richtungen P und Q ausgeübt
wird, wird eine oder werden beide isolierende Folien 11a und 11b elastisch
verformt und bringen die druckempfindlichen Schichten 13a und 13b miteinander
in Kontakt, um eine Änderung
des Kontaktwiderstands zwischen den druck empfindlichen Schichten 13a und 13b abhängig von
der Höhe
des Drucks zu bewirken. Diese Änderung
des Kontaktwiderstands wird von dem Schaltungsmuster 12a und 12b elektrisch
gemessen, um den auf den Folien-Drucksensor 10 ausgeübten Druck
zu messen.The film pressure sensor generated in this way 10 is intended for pressure measurements in the area of pressure sensitive layers 13a and 13b perform, which are arranged at a predetermined distance, which is guaranteed between them, opposite to each other. That is, if pressure in one of the arrows P or Q in 13 indicated directions or exerted in two directions P and Q, one or both will be insulating foils 11a and 11b elastically deformed and bring the pressure sensitive layers 13a and 13b in contact with each other to change the contact resistance between the pressure sensitive layers 13a and 13b depending on the amount of pressure. This change in contact resistance is due to the circuit pattern 12a and 12b electrically measured to the on the film pressure sensor 10 to measure the pressure applied.
Die isolierenden Folien 11a und 11b,
die druckempfindlichen Schichten 13a und 13b,
die Schaltungsmuster 12a und 12b, die isolierende Schicht 14 usw.,
die den Folien-Drucksensor 10 bilden, bestehen aus Materialien,
die im Hinblick auf elektronische Eigenschaften, welche den elektrischen
Widerstand einschließen,
und physikalische Eigenschaften, wie z. B. der Härte, großen temperaturabhängigen Änderungen
unterliegen. Dementsprechend ändert
sich die Härte
der isolierenden Folien 11a und 11b, der Kontaktwiderstand
zwischen den druckempfindlichen Schichten 13a und 13b und der
elektrische Widerstand der Schaltungsmuster 12a und 12b mit Änderung
der Temperatur, so dass der gemessene Druckwert abhängig von
der Temperatur variiert, auch wenn derselbe Druck auf den Sensor
ausgeübt
wird. Daher kann der auf den Folien-Drucksensor 10 ausgeübte Druck
nicht genau gemessen werden.The insulating foils 11a and 11b , the pressure sensitive layers 13a and 13b who have favourited Circuit Patterns 12a and 12b , the insulating layer 14 etc., the foil pressure sensor 10 form, consist of materials with regard to electronic properties, including electrical resistance, and physical properties, such as. B. the hardness, large temperature-dependent changes. The hardness of the insulating foils changes accordingly 11a and 11b , the contact resistance between the pressure sensitive layers 13a and 13b and the electrical resistance of the circuit patterns 12a and 12b with a change in temperature so that the measured pressure value varies depending on the temperature, even if the same pressure is exerted on the sensor. Therefore, the pressure sensor on the film 10 applied pressure can not be measured accurately.
Dies führt manchmal zu Problemen,
besonders wenn der Folien-Drucksensor 10 in einer Kraftfahrzeugsitzvorrichtung
eingebaut ist. Genauer gesagt treten beim Vergleich der Tagestemperatur
im Sommer und der Nachttemperatur im Winter in einer Kraftfahrzeugfahrgastzelle
in ein und demselben Gebiet Unterschiede von etwa 50°C oder mehr
auf. Solche oben beschriebenen Temperaturunterschiede in der Fahrgastzelle
können
zwischen Ländern
oder Gebieten auftreten, in denen Automobile benutzt werden. Dementsprechend
ist es aufgrund solcher Temperaturdifferenzen in der Fahrgastzelle
schwierig, bei Verwendung eines Folien-Drucksensors 10 in einer Kraftfahrzeugsitzvorrichtung
genaue Druckmessungen durchzuführen.This sometimes leads to problems, especially when the film pressure sensor 10 is installed in a motor vehicle seat device. More specifically, when the daytime temperature in summer and the nighttime temperature in winter in a motor vehicle passenger compartment are compared, differences of about 50 ° C or more occur in the same area. Such temperature differences in the passenger compartment described above can occur between countries or areas in which automobiles are used. Accordingly, due to such temperature differences in the passenger compartment, it is difficult to use a film pressure sensor 10 to carry out precise pressure measurements in a motor vehicle seat device.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Folien-Drucksensor vorzuschlagen, bei dem aufgrund von Temperaturänderungen
auftretende Fehler in der Druckmessung reduziert oder beseitigt werden.It is an object of the present invention
Propose foil pressure sensor where due to temperature changes
occurring errors in the pressure measurement can be reduced or eliminated.
Um das oben genannte Ziel zu erreichen,
ist der Folien-Drucksensor gemäß der vorliegenden
Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er einen Temperaturmessbereich
umfasst, der auf einer isolierenden Folie aufgebracht ist und die
Temperatur eines Druckmessbereichs misst. Der Temperaturmessbereich
ist aus einem Material hergestellt, dessen elektrischer Widerstand
sich temperaturabhängig
verändert.In order to achieve the above-mentioned goal, the film pressure sensor according to the present invention is characterized in that it comprises a temperature measuring area which is applied to an insulating film and measures the temperature of a pressure measuring area. The temperature measurement reich is made of a material whose electrical resistance changes depending on the temperature.
Da der Temperaturmessbereich die
Temperatur des Druckmessbereichs genau misst, können temperaturabhängige Fehler
in der Druckmessung, die bei Folien-Drucksensoren mit hoher Wahrscheinlichkeit
zu beobachten sind, reduziert oder vermieden werden.Because the temperature measuring range
Temperature of the pressure measuring range accurately measures, temperature-dependent errors
in pressure measurement, which is very likely with film pressure sensors
can be observed, reduced or avoided.
Der Folien-Drucksensor nach Anspruch
2 der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein
den Temperaturmessbereich bildendes Schaltungsmuster üblicherweise
teilweise als Teil eines den Druckmessbereich bildenden Schaltungsmusters
verwendet wird.The film pressure sensor according to claim
2 of the present invention is characterized in that a
circuit pattern forming the temperature measuring range usually
partly as part of a circuit pattern forming the pressure measuring range
is used.
Die Anzahl der Anschlüsse des
Schaltungsmusters wird reduziert und Fehler, die bei Temperaturänderungen
während
der durch den Folien-Drucksensor
durchgeführten
Druckmessung hervorgerufen werden, werden durch die Messung der
Temperatur des Druckmessbereichs in dem Temperaturmessbereich reduziert
oder vermieden.The number of connections of the
Circuit pattern is reduced and errors caused by temperature changes
while
through the foil pressure sensor
conducted
Pressure measurement are caused by measuring the
Temperature of the pressure measuring range is reduced in the temperature measuring range
or avoided.
Bei dem Folien-Drucksensor nach Anspruch 3
der vorliegenden Erfindung wird die Temperatur des Druckmessbereichs
dadurch gemessen, dass eine temperaturabhängige Veränderung eines elektrischen
Widerstands des den Druckmessbereich bildenden Schaltungsmusters
verwendet wird.In the film pressure sensor according to claim 3
of the present invention is the temperature of the pressure measuring range
measured by a temperature-dependent change in an electrical
Resistance of the circuit pattern forming the pressure measuring range
is used.
Einfachere Schaltungsmuster werden
verwendet, um die Anzahl der Anschlüsse der Schaltungsmuster zu
reduzieren und auch um Fehler zu reduzieren oder zu vermeiden, die
durch Temperaturänderungen
während
der von dem Folien-Drucksensor durch Messung der Temperatur des
Druckmessbereichs durchgeführten
Druckmessung hervorgerufen werden.Simpler circuit patterns will be
used to increase the number of connections of the circuit pattern
reduce and also to reduce or avoid errors that
due to temperature changes
while
that of the film pressure sensor by measuring the temperature of the
Pressure measuring range
Pressure measurement can be caused.
Der Folien-Drucksensor nach Anspruch
4 der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die
Temperaturen in dem Druckmessbereich und in der Umgebung desselben
dadurch gemessen werden, dass eine temperaturabhängige Veränderung in dem elektrischen
Widerstand des Temperaturmessbereichs, der in der Nähe eines druckempfindlichen
Teils des Druckmessbereichs ausgebildet ist, verwendet wird.The film pressure sensor according to claim
4 of the present invention is characterized in that the
Temperatures in and around the pressure measuring range
can be measured in that a temperature-dependent change in the electrical
Resistance of the temperature measuring range that is close to a pressure sensitive
Part of the pressure measuring range is used.
Der Temperaturmessbereich misst die
Temperatur des druckempfindlichen Teils, das am maßgeblichsten
durch Temperaturänderung
beeinflusst wird und reduziert oder beseitigt Fehler in der Druckmessung
verlässlich.The temperature measuring range measures the
Temperature of the most sensitive part
by temperature change
is influenced and reduces or eliminates errors in the pressure measurement
reliable.
1 zeigt
eine Draufsicht auf den Folien-Drucksensor gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; 1 shows a plan view of the film pressure sensor according to a first embodiment of the present invention;
2 zeigt
eine Explosionsdarstellung des Folien-Drucksensors aus 1; 2 shows an exploded view of the film pressure sensor 1 ;
3A bis 3C sind Schnittdarstellungen,
die den Temperaturmessbereich des Folien-Drucksensors aus 1 und Variationen hiervon
zeigen, wobei jeweils die isolierenden Folien und die isolierende Schicht
mit Abstand voneinander gezeigt werden; 3A to 3C are sectional views that show the temperature measurement range of the film pressure sensor 1 and show variations thereof, showing the insulating films and the insulating layer spaced apart from each other;
4 zeigt
eine Draufsicht des Folien-Drucksensors nach einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; 4 shows a plan view of the film pressure sensor according to a second embodiment of the present invention;
5 zeigt
eine Draufsicht des Folien-Drucksensors gemäß einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; 5 shows a top view of the film pressure sensor according to a third embodiment of the present invention;
6 zeigt
eine Draufsicht des Folien-Drucksensors gemäß einer vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; 6 shows a plan view of the film pressure sensor according to a fourth embodiment of the present invention;
7 zeigt
eine Draufsicht des Folien-Drucksensors gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung; 7 shows a top view of the film pressure sensor according to a fifth embodiment of the present invention;
8 zeigt
eine Schnittdarstellung entlang der oberen Reihe der druckempfindlichen
Schichten aus 7; 8th shows a sectional view along the top row of the pressure sensitive layers from 7 ;
9 stellt
eine Draufsicht dar, die eine Variation des Folien-Drucksensors aus 7 zeigt; 9 FIG. 3 is a plan view showing a variation of the film pressure sensor 7 shows;
10 zeigt
eine Schnittdarstellung entlang der oberen Reihe der druckempfindlichen
Schichten und der temperaturempfindlichen Schicht aus 9, in der die isolierenden
Folien und die isolierende Schicht voneinander beabstandet gezeigt
werden; 10 shows a sectional view along the top row of the pressure-sensitive layers and the temperature-sensitive layer from 9 , in which the insulating films and the insulating layer are shown spaced apart;
11
A und 11 B sind Darstellungen,
die Variationen des Temperaturmessbereichs des Folien-Drucksensors
gemäß den Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung zeigen; 11 A and 11 B 14 are diagrams showing variations in the temperature measurement range of the film pressure sensor according to the embodiments of the present invention;
12 ist
eine Draufsicht eines herkömmlichen
Folien-Drucksensors;
und 12 Fig. 4 is a top view of a conventional film pressure sensor; and
13 zeigt
eine Schnittdarstellung entlang der Linie XIII-XIII aus 12. 13 shows a sectional view along the line XIII-XIII 12 ,
Der Folien-Drucksensor gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben.The film pressure sensor according to one
first embodiment
The present invention will be described with reference to the drawings
described.
Wie in 1 im
Ganzen und in 2 in einer Explosionsdarstellung
gezeigt, weist der Folien-Drucksensor 20 gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einen Aufbau auf, bei dem eine erste
isolierende Folie 21a und eine zweite isolierende Folie 21b mittels
einer isolierenden Schicht 24 laminiert sind, wie durch
die Pfeile X und Y angedeutet. Ein Schaltungsmuster 22a und eine
druckempfindliche Schicht
23a sind auf einer Seite (obere
Seite in 2) der ersten
isolierenden Folie 21a auf jeweils vorgegebenen Positionen
angebracht, ebenso ist ein Temperaturmessbereich 25 auf derselben
Seite parallel zum Schaltungsmuster 22a angebracht. Des
Weiteren sind ein Schaltungsmuster 22 und eine druckempfindliche
Schicht 23b auf einer Seite (obere Seite in 2) der zweiten isolierenden Folie 21b auf
entsprechend vorgegebenen Positionen angebracht. Die druckempfindlichen
Schichten 23a und 23b liegen einander in einem
vorgegebenen Abstand gegenüber,
der zwischen ihnen durch die isolierende Schicht 24 gewährleistet
wird.As in 1 as a whole and in 2 Shown in an exploded view, the film pressure sensor 20 according to the first embodiment of the present invention, a structure in which a first insulating film 21a and a second insulating film 21b by means of an insulating layer 24 are laminated, as indicated by the arrows X and Y. A circuit pattern 22a and a pressure sensitive layer 23a are on one side (upper side in 2 ) of the first insulating film 21a attached to the given positions, as well as a temperature measuring range 25 on the same side parallel to the circuit pattern 22a appropriate. Furthermore, are a circuit pattern 22 and a pressure sensitive layer 23b on one side (upper side in 2 ) of the second insulating film 21b attached to specified positions. The pressure sensitive layers 23a and 23b lie opposite each other at a predetermined distance, that between them through the insulating layer 24 is guaranteed.
Die erste isolierende Folie 21a ist,
wie bei dem herkömmlichen
Folien-Drucksensor 10,
eine weiche isolierende Plastikfolie, z. B. aus PET. Das Schaltungsmuster 22a auf
der isolierenden Folie 21a wird hierauf durch Aufbringen
einer Metallfolie gebildet.The first insulating film 21a is like the conventional film pressure sensor 10 , a soft insulating plastic film, e.g. B. from PET. The circuit pattern 22a on the insulating film 21a is then made by applying a metal foil det.
Des Weiteren weist die auf dem Schaltungsmuster 22a auf
einer vorgegebenen Position entstandene druckempfindliche Schicht 23a eine
im Wesentlichen kreisförmige
Form auf. Die druckempfindliche Schicht 23a wird beispielsweise
durch Aufdrucken einer Harzmischung, z. B. einer Mischung aus Polyurethanharz,
Carbon und einem anorganischen Füllstoff, auf
einer vorgegebenen Position gebildet. Hierbei kann das Schaltungsmuster 22a durch
Aufdrucken einer leitenden Beschichtung, wie z. B. einer Silbertinte
oder Platinpaste, auf der isolierenden Folie in einem vorgegebenen
Muster ausgebildet sein.It also points to the circuit pattern 22a pressure-sensitive layer formed at a predetermined position 23a has a substantially circular shape. The pressure sensitive layer 23a is for example by printing a resin mixture, e.g. B. a mixture of polyurethane resin, carbon and an inorganic filler, formed in a predetermined position. Here, the circuit pattern 22a by printing a conductive coating, such as. B. a silver ink or platinum paste, be formed on the insulating film in a predetermined pattern.
Der Temperaturmessbereich 25 wird
angrenzend an das Schaltungsmuster 22a auf der ersten isolierenden
Folie 21a gebildet und besteht aus den Schaltungsmustern 25p und 25q und
einer temperaturempfindlichen Schicht (temperaturempfindlicher Teil) 25r.
Die Schaltungsmuster 25p und 25q sind parallel
zueinander auf der isolierenden Folie 21a in einem vorgegebenen
Abstand angeordnet, der zwischen ihnen gewährleistet ist. Die temperaturempfindliche
Schicht 25r ist so gestaltet, dass sie die distalen Enden
der Schaltungsmuster 25p und 25q kontaktiert,
wie in 3A gezeigt.The temperature measurement range 25 becomes adjacent to the circuit pattern 22a on the first insulating film 21a formed and consists of the circuit patterns 25p and 25q and a temperature sensitive layer (temperature sensitive part) 25r , The circuit pattern 25p and 25q are parallel to each other on the insulating film 21a arranged at a predetermined distance, which is guaranteed between them. The temperature sensitive layer 25r is designed to have the distal ends of the circuit pattern 25p and 25q contacted as in 3A shown.
Die Schaltungsmuster 25p und 25q werden beispielsweise
durch Aufdruck einer leitenden Beschichtung, wie z. B. Silbertinte,
auf der isolierenden Folie gebildet; wobei der temperaturempfindliche
Teil 25r durch Verwendung einer Substanz, deren elektrischer
Widerstand sich in Abhängigkeit
von der Temperatur ändert,
wie z. B. ein Polyurethanharz und eine Carbontinte, gebildet wird.The circuit pattern 25p and 25q are, for example, by printing a conductive coating, such as. B. silver ink, formed on the insulating film; being the temperature sensitive part 25r by using a substance whose electrical resistance changes depending on the temperature, e.g. B. a polyurethane resin and a carbonate is formed.
Die zweite isolierende Folie 21b wird
aus demselben Material hergestellt wie die erste isolierende Folie 21a.
Ein Metallfolienschaltungsmuster 22b ist auf der isolierenden
Folie 21b ausgebildet, und eine im Wesentlichen kreisförmige druckempfindliche
Schicht 23b ist auf dem Schaltungsmuster 22b unter
Verwendung desselben Materials wie bei der druckempfindlichen Schicht 23a ausgebildet. Hierbei
wird die druckempfindliche Schicht 23b in einer Position
ausgebildet, in der sie der druckempfindlichen Schicht 23a der
ersten isolierenden Folie 21a gegenüberliegend angeordnet ist,
wenn die erste isolierende Folie 21a und die zweite isolierende
Folie 21b mittels der isolierenden Schicht 24 laminiert
sind.The second insulating film 21b is made from the same material as the first insulating film 21a , A metal foil circuit pattern 22b is on the insulating film 21b formed, and a substantially circular pressure-sensitive layer 23b is on the circuit pattern 22b using the same material as the pressure sensitive layer 23a educated. This is the pressure sensitive layer 23b formed in a position in which the pressure sensitive layer 23a the first insulating film 21a is arranged opposite when the first insulating film 21a and the second insulating film 21b by means of the insulating layer 24 are laminated.
Die zwischen der ersten isolierenden
Folie 21a und der zweiten isolierenden Folie 21b angeordnete
isolierende Schicht 24 weist im Wesentlichen dieselbe Form
auf wie die isolierenden Folien 21a und 21b. Die
isolierende Schicht 24 hat des Weiteren eine Öffnung 24h,
die ein wenig größer ist
als die druckempfindlichen Schichten 23a und 23b,
so dass die druckempfindliche Schicht 23a der ersten isolierenden
Folie 21a in Kontakt mit der druckempfindlichen Schicht 23b der
zweiten isolierenden Folie 21b gebracht wird, sobald ein
bestimmter Druck auf den Folien-Drucksensor 20 ausgeübt wird,
wie in der aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsform in 13 gezeigt wird.The one between the first insulating film 21a and the second insulating film 21b arranged insulating layer 24 has essentially the same shape as the insulating films 21a and 21b , The insulating layer 24 also has an opening 24h that is slightly larger than the pressure sensitive layers 23a and 23b so that the pressure sensitive layer 23a the first insulating film 21a in contact with the pressure sensitive layer 23b the second insulating film 21b is brought as soon as a certain pressure on the film pressure sensor 20 is exercised, as in the embodiment known from the prior art in 13 will be shown.
Bei der isolierenden Schicht 24 handelt
es sich um eine isolierende Folie, z. B. aus PET, wie die herkömmliche
isolierende Schicht 14, wobei die isolierenden Folien 21a und 21b mittels
eines Klebers mit der isolierenden Schicht 24 verklebt
sind. Hierbei kann die isolierende Schicht durch Auftrag einer Kleberschicht
mit vorgegebener Dicke durch Druckvorrichtungen und dergleichen
auf einer der isolierenden Folien 21a und 21b gebildet
werden.With the insulating layer 24 it is an insulating film, e.g. B. made of PET, like the conventional insulating layer 14 , the insulating films 21a and 21b by means of an adhesive with the insulating layer 24 are glued. Here, the insulating layer can be applied to one of the insulating foils by applying an adhesive layer with a predetermined thickness using printing devices and the like 21a and 21b be formed.
Das Schaltungsmuster 22a und
die druckempfindliche Schicht 23a auf der ersten isolierenden Folie 21a,
das Schaltungsmuster 22b und die druckempfindliche Schicht 23b auf
der zweiten isolierenden Folie 21b, sowie die isolierende
Schicht 24 und die isolierenden Folien 21a und 21b innerhalb
dieser Bereiche bilden einen Druckmessbereich 23, während die
Schaltungsmuster 25p und 25q und die temperaturempfindliche
Schicht 25r einen Temperaturmessbereich 25 bilden.The circuit pattern 22a and the pressure sensitive layer 23a on the first insulating film 21a , the circuit pattern 22b and the pressure sensitive layer 23b on the second insulating film 21b , as well as the insulating layer 24 and the insulating foils 21a and 21b within these areas form a pressure measuring area 23 while the circuit pattern 25p and 25q and the temperature sensitive layer 25r a temperature measurement range 25 form.
Des Weiteren sind Anschlussstellen
(entgegengesetzte Enden der druckempfindlichen Schichten) der Schaltungsmuster 22a und 22b des
Druckmessbereichs 23 und die Anschlussstellen (entgegengesetzte
Enden der temperaturempfindlichen Schichten) der Schaltungsmuster 25p und 25q des Temperaturmessbereichs 25 auf
der Oberfläche
des Folien-Drucksensors 20 angeordnet, um Anschlussstellen
für externe
Gegenstücke
(nicht gezeigt) bereitzustellen.Furthermore, connection points (opposite ends of the pressure sensitive layers) are the circuit patterns 22a and 22b the pressure measuring range 23 and the connection points (opposite ends of the temperature sensitive layers) of the circuit patterns 25p and 25q of the temperature measuring range 25 on the surface of the film pressure sensor 20 arranged to provide connection points for external counterparts (not shown).
Da der Folien-Drucksensor 20 wie
oben beschrieben aufgebaut ist, ändert
sich der Kontaktwiderstand zwischen den druckempfindlichen Schichten 23a und 23b,
sobald Druck auf eine Seite oder auf beide Seiten ausgeübt wird,
und der auf den Folien-Drucksensor 20 ausgeübte Druck
kann durch elektrische Messung dieser Änderung des Kontaktwiderstands über die
Anschlussstellen der Schaltungsmuster 22a und 22b gemessen
werden.Because the foil pressure sensor 20 As described above, the contact resistance between the pressure sensitive layers changes 23a and 23b , as soon as pressure is exerted on one side or on both sides, and that on the foil pressure sensor 20 Pressure applied can be measured electrically by measuring this change in contact resistance across the connection points of the circuit pattern 22a and 22b be measured.
Des Weiteren ist die temperaturempfindliche Schicht 25r aus
einer Substanz hergestellt, deren elektrischer Widerstand sich in
Abhängigkeit
von der Temperatur verändert.
Eine solche Änderung
des elektrischen Widerstands kann durch die Anschlussstellen der
Schaltungsmuster 25p und 25q elektrisch gemessen
werden, z. B. als eine Änderung
der Spannung. Da die Temperaturcharakteristik des elektrischen Widerstands
der Sub stanz, welche die temperaturempfindliche Schicht 25r bildet,
im voraus bekannt ist, wird der gemessene Wert in eine Bedienungseinrichtung
des Druckmesskreises (nicht gezeigt) eingegeben, und folglich kann
die Temperaturdes Folien-Drucksensors 20 genau gemessen
werden. Der von dem Folien-Drucksensor 20 gemessene Druckwert
wird mit der gemessenen Temperatur korrigiert und somit wird eine
Verringerung oder Vermeidung der temperaturabhängigen Fehler in der Druckmessung
erreicht.Furthermore, the temperature sensitive layer 25r made from a substance whose electrical resistance changes depending on the temperature. Such a change in electrical resistance can result from the connection points of the circuit patterns 25p and 25q be measured electrically, e.g. B. as a change in voltage. Since the temperature characteristic of the electrical resistance of the sub stance, which is the temperature sensitive layer 25r is known in advance, the measured value is input to an operator of the pressure measuring circuit (not shown), and thus the temperature of the film pressure sensor can be measured 20 be measured accurately. The one from the foil pressure sensor 20 The measured pressure value is corrected with the measured temperature, thus reducing or avoiding the temperature-dependent errors in the pressure measurement.
Es soll hier erwähnt werden, dass sowohl die Schaltungsmuster 25p und 25q als
auch die temperaturempfindliche Schicht 25r, die den Temperaturmessbereich 25 darstellen,
nicht auf derselben isolierenden Folie 21a ausgebildet
sein müssen.
Stattdessen können,
wie in 3B gezeigt, die
Schaltungsmuster 25p' und 25q' auf einer isolierenden
Folie 21b und die temperaturempfindliche Schicht 25r' auf
der anderen isolierenden Folie 21a ausgebildet sein. In diesem
Fall ist die temperaturempfindliche Schicht 25r derart
gestaltet, dass sie, wenn die isolierenden Folien 21a und 21b mithilfe
der isolierenden Schicht 24 laminiert werden, in Kontakt
mit den Schaltungsmustern 25p' und 25q' gebracht
werden.It should be mentioned here that both the circuit pattern 25p and 25q as well as the tempe temperature sensitive layer 25r that the temperature measurement range 25 represent, not on the same insulating film 21a must be trained. Instead, as in 3B shown the circuit pattern 25p ' and 25q ' on an insulating film 21b and the temperature sensitive layer 25r ' on the other insulating film 21a be trained. In this case, the temperature sensitive layer 25r designed so that when the insulating films 21a and 21b using the insulating layer 24 be laminated in contact with the circuit patterns 25p ' and 25q ' to be brought.
Des Weiteren können, wie in 3C gezeigt, ein Schaltungsmuster 25q'' und
eine temperaturempfindliche Schicht 25r'' auf einer isolierenden Folie 21a und
ein Schaltungsmuster 25p'' auf der anderen isolierenden
Folie 21b ausgebildet sein. In diesem Fall ist ein Temperaturmessbereich 25'' so
gestaltet, dass er gebildet wird, sobald die isolierenden Folien 21a und 21b mittels
der isolierenden Schicht 24 laminiert werden. In diesen
Fällen,
die in 3B und 3C gezeigt sind, ist es erforderlich,
eine Öffnung zum
Bilden des Temperaturmessbereichs in einer vorgegebenen Position
der isolierenden Schicht zu schaffen, um einen Kontakt zwischen
den Schaltungsmustern und der temperaturempfindlichen Schicht sicherzustellen.Furthermore, as in 3C shown a circuit pattern 25q '' and a temperature sensitive layer 25r '' on an insulating film 21a and a circuit pattern 25p '' on the other insulating film 21b be trained. In this case there is a temperature measurement range 25 '' designed so that it is formed once the insulating films 21a and 21b by means of the insulating layer 24 be laminated. In these cases, the in 3B and 3C are shown, it is necessary to create an opening for forming the temperature measurement area in a predetermined position of the insulating layer in order to ensure contact between the circuit patterns and the temperature-sensitive layer.
Als Nächstes wird der Folien-Drucksensor gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben.Next, the film pressure sensor according to one
second embodiment
of the present invention.
Im Folgenden werden gleiche und ähnliche Komponenten
wie bei dem Folien-Drucksensor 20 der ersten Ausführungsform
mit den entsprechenden Bezugszeichen versehen. Auf eine detaillierte
Beschreibung dieser Komponenten wird verzichtet.The following are the same and similar components as in the film pressure sensor 20 the first embodiment with the corresponding reference numerals. There is no detailed description of these components.
Wie in 4 gezeigt,
umfasst der Folien-Drucksensor 30 der zweiten Ausführungsform eine
erste isolierende Folie 31a, eine zweite isolierende Folie 31b und
eine isolierende Schicht 34, die dazwischen angeordnet
ist.As in 4 shown, includes the film pressure sensor 30 the second embodiment, a first insulating film 31a , a second insulating film 31b and an insulating layer 34 , which is arranged in between.
Ein Schaltungsmuster 32a und
eine druckempfindliche Schicht 33a zur Druckmessung sind
auf der ersten isolierenden Folie 31a ausgebildet; während ein
Schaltungsmuster 32b und eine druckempfindliche Schicht 33b zur
Druckmessung sowie Schaltungsmuster 35p und 35q und
eine temperaturempfindliche Schicht 35r zur Temperaturmessung auf
der zweiten isolierenden Folie 31b ausgebildet sind. Das
heißt,
dass im Gegensatz zu dem Folien-Drucksensor 20 gemäß der ersten
Ausführungsform,
bei dem der Druckmessbereich 23 und der Temperaturmessbereich 25 isoliert
und elektrisch unabhängig
voneinander gestaltet sind, der Folien-Drucksensor in dieser Ausführungsform
dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Schaltungsmuster 32b, das
einen Druckmessbereich 33 bildet, und ein Schaltungsmuster 35p,
das einen Temperaturmessbereich 35 bildet, elektrisch verbunden
sind.A circuit pattern 32a and a pressure sensitive layer 33a for pressure measurement are on the first insulating film 31a educated; during a circuit pattern 32b and a pressure sensitive layer 33b for pressure measurement and circuit patterns 35p and 35q and a temperature sensitive layer 35r for temperature measurement on the second insulating film 31b are trained. That means that in contrast to the foil pressure sensor 20 according to the first embodiment, in which the pressure measuring range 23 and the temperature measurement range 25 are isolated and electrically independent of each other, the film pressure sensor in this embodiment is characterized in that a circuit pattern 32b that has a pressure measurement range 33 forms, and a circuit pattern 35p that has a temperature measurement range 35 forms, are electrically connected.
Gemäß dieser Anordnung können die
insgesamt vier Anschlussstellen der Schaltungsmuster 22a, 22b, 25p und 25q des
Folien-Drucksensors 20 der ersten Ausführungsform auf drei Anschlussstellen
reduziert werden, wodurch die Verdrahtung der Anschlussstellen mit
Gegenstücken
außerhalb
des Sensors erleichtert wird.According to this arrangement, a total of four connection points of the circuit pattern can 22a . 22b . 25p and 25q of the foil pressure sensor 20 the first embodiment can be reduced to three connection points, whereby the wiring of the connection points with counterparts outside the sensor is facilitated.
Des Weiteren wird ein Folien-Drucksensor gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben.Furthermore, a film pressure sensor according to one
third embodiment
of the present invention.
Wie in 5 gezeigt,
wird bei dem Folien-Drucksensor 40 der dritten Ausführungsform
ein Schaltungsmuster 42b, das einen Druckmessbereich 43 bildet,
durch Verwendung von Vorrichtungen zum Drucken eines leitenden Beschichtungsmaterials, wie
z. B. Silbertinte, ausgebildet, und des Weiteren wird ein temperaturempfindliches
Schaltungsmuster 45p auf dieses Schaltungsmuster 42b ausgedehnt.As in 5 is shown in the film pressure sensor 40 the third embodiment, a circuit pattern 42b that has a pressure measurement range 43 forms by using devices for printing a conductive coating material, such as. B. silver ink, and further a temperature-sensitive circuit pattern 45p on this circuit pattern 42b extended.
Da sich der elektrische Widerstand
der leitenden Beschichtung, wie z. B. Silbertinte, in Abhängigkeit
von der Temperatur ändert,
wird der auf den Folien-Drucksensor ausgeübte Druck durch Messung der
Werte des elektrischen Widerstands in dem anderen Schaltungsmuster 42a,
den druckempfindlichen Schichten 43a und 43b und
dem Schaltungsmuster 42b gemessen, ebenso wird die Temperatur unter
Verwendung der Änderung
der Werte des elektrischen Widerstands in den Schaltungsmustern 42b und 45p gemessen.
Daher kann der Druck, der in dem Druckmessbereich gemessen wurde,
unter Verwendung der so gemessenen Temperaturdaten korrigiert werden.
Folglich können
die temperaturabhängigen
Fehler in der Druckmessung reduziert oder vermieden werden.Since the electrical resistance of the conductive coating, such as. B. silver ink, depending on the temperature changes, the pressure exerted on the film pressure sensor by measuring the values of the electrical resistance in the other circuit pattern 42a , the pressure-sensitive layers 43a and 43b and the circuit pattern 42b The temperature is also measured using the change in the values of the electrical resistance in the circuit patterns 42b and 45p measured. Therefore, the pressure measured in the pressure measurement area can be corrected using the temperature data thus measured. As a result, the temperature-dependent errors in the pressure measurement can be reduced or avoided.
Durch diese Anordnung kann die Anzahl
der Schaltungsmusteranschlussstellen reduziert werden, wie im Falle
des Folien-Drucksensors 30 der zweiten Ausführungsform.
Außerdem
besteht keine Notwendigkeit, eine temperaturempfindliche Schicht
eines Materials, wie z. B. eines Polyurethanharzes und einer Carbontinte,
dessen elektrischer Widerstand sich in Abhängigkeit von der Temperatur ändert, zu
schaffen, da die Schaltungsmuster 42b und 45p selbst
den Temperaturmessbereich bilden, wodurch die Anzahl der Fertigungsschritte
für den
Folien-Drucksensor 40 reduziert wird.With this arrangement, the number of circuit pattern connection points can be reduced, as in the case of the film pressure sensor 30 the second embodiment. In addition, there is no need to apply a temperature sensitive layer of a material, such as. B. a polyurethane resin and a carbonate, the electrical resistance changes depending on the temperature, since the circuit pattern 42b and 45p itself form the temperature measuring range, which means the number of manufacturing steps for the film pressure sensor 40 is reduced.
Im Folgenden wird ein Folien-Drucksensor gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben.In the following, a film pressure sensor according to one
fourth embodiment
of the present invention.
Wie in 6 gezeigt,
ist bei dem Folien-Drucksensor 50 der vierten Ausführungsform
eine druckempfindliche Schicht 53a auf einer isolie renden Folie 51a durch
ein Schaltungsmuster 52a ausgebildet, und eine temperaturempfindliche
Schicht 55r wird in der Verlängerung der druckempfindlichen Schicht 53a gebildet.
Eine druckempfindliche Schicht 53b ist durch ein Schaltungsmusters 52b auf
einer isolierenden Folie 51b ausgebildet, und ein Schaltungsmuster 55q ist
ebenfalls hierauf ausgebildet. Das distale Ende des Schaltungsmusters 55q ist
mit der temperaturempfindlichen Schicht 55r verbunden. Hierbei
werden die Schaltungsmuster 52a und 52b und das
Schaltungsmuster 55q durch Aufbringen von Metallfolien
oder durch Aufdrucken einer leitenden Beschichtung, wie z. B. Silbertinte,
gebildet, während die
temperaturempfindliche Schicht 55r unter Verwendung einer
Harzmischung, z. B. einer Mischung aus Polyurethanharz, Carbon und
einem anorganischen Füllstoff,
gebildet wird.As in 6 is shown in the film pressure sensor 50 the fourth embodiment, a pressure sensitive layer 53a on an insulating film 51a through a circuit pattern 52a formed, and a temperature sensitive layer 55r is in the extension of the pressure sensitive layer 53a educated. A pressure sensitive layer 53b is by a circuit pattern 52b on an insulating film 51b formed, and a circuit pattern 55q is also trained on this. The distal end of the circuit pattern 55q is with the temperature sensitive layer 55r connected. Here the circuit pattern 52a and 52b and the circuit pattern 55q by applying metal foils or by printing a conductive coating, such as. B. silver ink, formed during the temperature sensitive layer 55r using a resin mixture, e.g. B. a mixture of polyurethane resin, carbon and an inorganic filler is formed.
Da der Folien-Drucksensor 50 den
oben beschriebenen Aufbau aufweist, wird der Druck durch das Schaltungsmuster 52a,
die druckempfindlichen Schichten 53a und 53b und
das Schaltungsmuster 52b gemessen. Ebenso wird die Temperatur
durch das Schaltungsmuster 52a, die temperaturempfindliche
Schicht 55r und das Schaltungsmuster 55q gemessen.
Das Ergebnis dieser Temperaturmessung kann zur Kompensation des
im Druckmessbereich gemessenen Drucks verwendet werden. Dadurch können temperaturabhängige Fehler
in der Druckmessung reduziert oder vermieden werden.Because the foil pressure sensor 50 has the structure described above, the pressure by the circuit pattern 52a , the pressure sensitive layers 53a and 53b and the circuit pattern 52b measured. Likewise, the temperature is determined by the circuit pattern 52a , the temperature sensitive layer 55r and the circuit pattern 55q measured. The result of this temperature measurement can be used to compensate for the pressure measured in the pressure measuring range. As a result, temperature-dependent errors in the pressure measurement can be reduced or avoided.
An dieser Stelle soll angemerkt werden,
dass durch die angrenzende Anordnung der temperaturempfindlichen
Schicht 55r an die druckempfindliche Schicht 53a nicht
nur die Temperatur des Teils, an dem bei einer Druckmessung temperaturabhängige Änderungen
im elektrischen Widerstand mit hoher Wahrscheinlichkeit auftreten,
sicher gemessen werden können,
sondern, dass auch die Anzahl der Schaltungsmusteranschlussstellen
reduziert werden kann.At this point it should be noted that due to the adjacent arrangement of the temperature sensitive layer 55r to the pressure sensitive layer 53a Not only can the temperature of the part at which temperature-dependent changes in the electrical resistance occur with a high probability be reliably measured, but also that the number of circuit pattern connection points can be reduced.
Im Weiteren wird ein Folien-Drucksensor
gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben.In addition, a film pressure sensor
according to one
fifth
embodiment
of the present invention.
Wie in der Explosionsdarstellung
der 7 gezeigt ist, ist
der Folien-Drucksensor 60 der
fünften Ausführungsform
eine Variation des Folien-Drucksensors 30 der
zweiten Ausführungsform.As in the exploded view of the 7 is shown is the film pressure sensor 60 the fifth embodiment, a variation of the film pressure sensor 30 the second embodiment.
Genauer gesagt sind eine Matrix an
Druckmessbereichen (vier in 7)
und ein Temperaturmessbereich auf einer isolierenden Folie ausgebildet.
Das heißt,
es sind zwei Schaltungsmuster 62p und 63p auf
einer isolierenden Folie 61 vertikal und horizontal parallel
zueinander in 7 angeordnet. Des
Weiteren sind druckempfindliche Schichten 62a und 62b auf
dem Schaltungsmuster 62p in einem vorgegebenen Intervall
angeordnet, während
druckempfindliche Schichten 63a und 63b auf dem
Schaltungsmuster 63p in einem vorgegebenen Intervall angeordnet
sind.More specifically, a matrix of pressure measurement ranges (four in 7 ) and a temperature measuring range are formed on an insulating film. That is, there are two circuit patterns 62p and 63p on an insulating film 61 vertically and horizontally parallel to each other in 7 arranged. Furthermore there are pressure sensitive layers 62a and 62b on the circuit pattern 62p arranged at a predetermined interval while pressure sensitive layers 63a and 63b on the circuit pattern 63p are arranged in a predetermined interval.
Die Schaltungsmuster 62p und 63p sind
mit ihren distalen Enden mit einer temperaturempfindlichen Schicht 64 verbunden,
während
die nahe beieinander gelegenen Enden der Schaltungsmuster 62p und 63p an
der Oberfläche
des Folien-Drucksensors 60 liegen, um Anschlussstellen
für externe
Gegenstücke
(nicht gezeigt) bereitzustellen. An dieser Stelle soll erwähnt werden,
dass die druckempfindlichen Schichten 62a, 62b, 63a und 63b jeweils
eine im Wesentlichen kreisförmige
Form aufweisen und durch Aufdrucken einer Harzmischung, z. B. einer
Mischung aus Polyurethanharz, Carbon und einem anorganischen Füllstoff,
an jeweils vorgegebenen Positionen gebildet werden. Des Weiteren
werden die Schaltungsmuster 62p und 63p durch
Aufbringen von Metallfolien oder durch Aufdruck eines leitenden Beschichtungsmaterials,
wie z. B. Silbertinte, gebildet, während die temperaturempfindliche
Schicht 64 unter Verwendung einer Harzmischung, z. B. einer Mischung
aus Polyurethanharz, Carbon und einem anorganischen Füllstoff,
gebildet wird.The circuit pattern 62p and 63p are at their distal ends with a temperature sensitive layer 64 connected while the close ends of the circuit patterns 62p and 63p on the surface of the film pressure sensor 60 to provide connection points for external counterparts (not shown). At this point it should be mentioned that the pressure sensitive layers 62a . 62b . 63a and 63b each have a substantially circular shape and by printing a resin mixture, e.g. B. a mixture of polyurethane resin, carbon and an inorganic filler, are formed at predetermined positions. Furthermore, the circuit pattern 62p and 63p by applying metal foils or by printing a conductive coating material, such as. B. silver ink, formed during the temperature sensitive layer 64 using a resin mixture, e.g. B. a mixture of polyurethane resin, carbon and an inorganic filler is formed.
Zwei Schaltungsmuster 66p und 67p werden,
in gleicher Weise wie auf der isolierenden Folie 61, auf
einer isolierenden Folie 65 vertikal in 7 gebildet. Die druckempfindlichen Schichten 66a und 66b sind
auf dem Schaltungsmuster 66p angeordnet; während die
druckempfindlichen Schichten 67a und 67b auf dem
Schaltungsmuster 67p angeordnet sind.Two circuit patterns 66p and 67p in the same way as on the insulating film 61 , on an insulating film 65 vertically in 7 educated. The pressure sensitive layers 66a and 66b are on the circuit pattern 66p arranged; while the pressure sensitive layers 67a and 67b on the circuit pattern 67p are arranged.
Dennoch sind diese zwei Schaltungsmuster 66p und 67p nicht
durch die temperaturempfindliche Schicht miteinander verbunden,
sondern sind elektrisch unabhängig
voneinander. Hierbei sind die druckempfindlichen Schichten 66a, 66b, 67a und 67b und
die Schaltungsmuster 66p und 67p aus demselben
Material hergestellt wie die entsprechenden druckempfindlichen Schichten
und Schaltungsmuster auf der isolierenden Folie 61.Still, these are two circuit patterns 66p and 67p are not connected to one another by the temperature-sensitive layer, but are electrically independent of one another. Here are the pressure sensitive layers 66a . 66b . 67a and 67b and the circuit patterns 66p and 67p made of the same material as the corresponding pressure sensitive layers and circuit patterns on the insulating film 61 ,
Wie in 8 gezeigt,
ist eine isolierende Schicht 69 derart gestaltet, dass
sie einen Aufbau (einschließlich
Form, Dicke und Öffnung)
wie in der oben beschriebenen Ausführungsform aufweist, so dass
ein vorgegebener Abstand zwischen jeweils zwei einander gegenüberliegenden
druckempfindlichen Schichten gewährleistet
ist, wenn die isolierende Folie 61, die isolierende Schicht 69 und
die isolierende Folie 65 laminiert sind, und dass jeweils
zwei einander gegenüberliegende
druckempfindlichen Schichten miteinander in Kontakt gebracht werden, wenn
ein vorgegebener Druck auf diese ausgeübt wird.As in 8th shown is an insulating layer 69 designed in such a way that it has a structure (including shape, thickness and opening) as in the embodiment described above, so that a predetermined distance between two mutually opposite pressure-sensitive layers is ensured when the insulating film 61 , the insulating layer 69 and the insulating film 65 are laminated, and that two opposing pressure-sensitive layers are brought into contact with one another when a predetermined pressure is exerted thereon.
Dementsprechend kann der Folien-Drucksensor 60 dieser
Ausführungsform
durch Laminierung der isolierenden Folie 61, der isolierenden Schicht 69 und
der isolierenden Folie 65 fertiggestellt werden.Accordingly, the film pressure sensor 60 this embodiment by lamination of the insulating film 61 , the insulating layer 69 and the insulating film 65 to get finished.
Der Folien-Drucksensor 60 mit
dem oben beschriebenen Aufbau kann die Temperatur im Bereich der
druckempfindlichen Schichten durch Messung der Widerstandswerte
in dem Schaltungsmuster 62p, der temperaturempfindlichen
Schicht 64 und dem Schaltungsmuster 63p bestimmen.
Das Ergebnis dieser Temperaturmessung kann zur Kompensation des
in jedem Druckmessbereich gemessenen Drucks verwendet werden. Temperaturabhängige Fehler
in der Druckmessung können
daher reduziert oder vermieden werden.The foil pressure sensor 60 With the structure described above, the temperature in the area of the pressure sensitive layers can be measured by measuring the resistance values in the circuit pattern 62p , the temperature sensitive layer 64 and the circuit pattern 63p determine. The result of this temperature measurement can be used to compensate for the pressure measured in each pressure measuring range. Temperature-dependent errors in the pressure measurement can therefore be reduced or avoided.
Da vier Druckmessbereiche auf der
isolierenden Folie ausgebildet sind, kann die Form eines Objekts,
das Druck auf die isolierenden Folien ausübt, wie folgt festgelegt werden.
Das heißt,
der Druck im Druckmessbereich, der durch die druckempfindliche Schicht 62a und
die druckemp findliche Schicht 66a gebildet wird, wird durch
Messung der Änderung des
Widerstandswertes zwischen dem Schaltungsmuster 62p und
dem Schaltungsmuster 66p gemessen. Ebenso wird der Druck
im Druckmessbereich, der durch die druckempfindliche Schicht 62b und
die druckempfindliche Schicht 67a gebildet wird, basierend
auf einer Änderung
des Widerstandswertes zwischen dem Schaltungsmuster 62p und
dem Schaltungsmuster 67p gemessen, während der Druck im Druckmessbereich,
der durch die druckempfindliche Schicht 63a und die druckempfindliche
Schicht 66b gebildet wird, basierend auf einer Änderung
des Widerstandswertes zwischen dem Schaltungsmuster 63p und
dem Schaltungsmuster 66p gemessen wird. Des Weiteren wird
der Druck im Druckmessbereich, der durch die druckempfindliche Schicht 63b und
die druckempfindliche Schicht 67b gebildet wird, basierend
auf einer Änderung
des Widerstandswertes zwischen dem Schaltungsmuster 63p und
dem Schaltungsmuster 67p gemessen. Daher kann in der Matrix
der Druckmessbereiche der Druck, der auf jeden Druckmessbereich
ausgeübt
wird, genau gemessen werden, und so kann die Form eines Objekts,
welches sich auf dem Folien-Drucksensor 60 befindet, ermittelt
werden.Since four pressure measurement areas are formed on the insulating sheet, the shape of an object that applies pressure to the insulating sheet can be determined as follows. That is, the pressure in the pressure measuring range, which is caused by the pressure-sensitive layer 62a and the pressure sensitive layer 66a is formed by measuring the change in resistance between the circuit pattern 62p and the circuit pattern 66p measured. Likewise, the pressure in the pressure measuring range is caused by the pressure-sensitive layer 62b and the pressure sensitive layer 67a is formed based on a change in the resistance value between the circuit pattern 62p and the circuit pattern 67p measured while the pressure is in the pressure measurement range through the pressure sensitive layer 63a and the pressure sensitive layer 66b is formed based on a change in the resistance value between the circuit pattern 63p and the circuit pattern 66p is measured. Furthermore, the pressure in the pressure measuring range caused by the pressure sensitive layer 63b and the pressure sensitive layer 67b is formed based on a change in the resistance value between the circuit pattern 63p and the circuit pattern 67p measured. Therefore, in the matrix of pressure measurement areas, the pressure applied to each pressure measurement area can be measured accurately, and so can the shape of an object which is on the film pressure sensor 60 is determined.
Des Weiteren können, da der Temperaturmessbereich
durch Verbindung der temperaturempfindlichen Schicht 64 mit
den distalen Enden der Schaltungsmuster 62p und 63p gebildet
wird, diese Schaltungsmuster allgemein zur Druck- und Temperaturmessung
verwendet werden. Der Folien-Drucksensor 60 kann daher
Temperaturmessungen ausführen,
ohne dass die Anzahl der Schaltungsmusteranschlussstellen für eine Temperaturmessung
vergrößert werden
muss, wodurch der Anschluss der Anschlussstellen mit Gegenstücken außerhalb
des Sensors vereinfacht wird.Furthermore, since the temperature measurement range can be achieved by connecting the temperature-sensitive layer 64 with the distal ends of the circuit pattern 62p and 63p is formed, these circuit patterns are generally used for pressure and temperature measurement. The foil pressure sensor 60 can therefore carry out temperature measurements without having to increase the number of circuit pattern connection points for a temperature measurement, which simplifies the connection of the connection points with counterparts outside the sensor.
Als Nächstes wird eine Variation
des Folien-Drucksensors 60 gemäß der oben beschriebenen fünften Ausführungsform
beschrieben.Next is a variation of the film pressure sensor 60 according to the fifth embodiment described above.
Dieser Folien-Drucksensor 70 umfasst
eine isolierende Folie 71, eine isolierende Schicht 79 und eine
laminierte isolierende Schicht 75 wie inThis film pressure sensor 70 includes an insulating film 71 , an insulating layer 79 and a laminated insulating layer 75 as in
9 gezeigt.
Auf der isolierenden Folie 71 sind druckempfindliche Schichten 72a und 72b mittels
eines Schaltungsmusters 72p sowie druckempfindliche Schichten 73a, 73b und 73c mittels
eines Schaltungsmusters 73p ausgebildet. Des Weiteren sind
auf der isolierenden Folie 75 druckempfindliche Schichten 76a und 76b durch
ein Schaltungsmuster 76p ausgebildet, während die druckempfindlichen Schichten 77a und 77b durch
ein Schaltungsmuster 77p, und eine druckempfindliche Schicht 78c durch ein
Schaltungsmuster 78p ausgebildet sind. Des Weiteren ist
eine temperaturempfindliche Schicht 74 auf der isolierenden
Folie 75 angeordnet. Die temperaturempfindliche Schicht 74 ist
auf einer Seite mit dem distalen Ende des Schaltungsmusters 78p verbunden.
Hierbei sind die druckempfindlichen Schichten, die auf der isolierenden
Folie 71 ausgebildet sind, und diejenigen, welche auf der
isolierenden Folie 75 ausgebildet sind, auf den jeweiligen
Schaltungsmustern, die auf den entsprechenden isolierenden Folien
ausgebildet sind, so angeordnet, dass jede druckempfindliche Schicht
auf der Erstgenannten dem Gegenstück auf der Letzteren gegenüberliegt,
wenn ein Folien-Drucksensor 70 fertiggestellt ist. Ebenso
wird das distale Ende des Schaltungsmusters 72p bis zu
einer Position verlängert,
auf der es der anderen Seite der temperaturempfindlichen Schicht 74 gegenüberliegt,
wenn der Folien-Drucksensor 70 fertiggestellt
wird. 9 shown. On the insulating film 71 are pressure sensitive layers 72a and 72b by means of a circuit pattern 72p as well as pressure sensitive layers 73a . 73b and 73c by means of a circuit pattern 73p educated. Furthermore are on the insulating film 75 pressure sensitive layers 76a and 76b through a circuit pattern 76p formed while the pressure sensitive layers 77a and 77b through a circuit pattern 77p , and a pressure sensitive layer 78c through a circuit pattern 78p are trained. There is also a temperature sensitive layer 74 on the insulating film 75 arranged. The temperature sensitive layer 74 is on one side with the distal end of the circuit pattern 78p connected. Here are the pressure sensitive layers on the insulating film 71 are formed, and those on the insulating film 75 are arranged on the respective circuit patterns which are formed on the corresponding insulating films, such that each pressure-sensitive layer on the former is opposite to the counterpart on the latter, if a film pressure sensor 70 is finished. Likewise, the distal end of the circuit pattern 72p extended to a position on the other side of the temperature sensitive layer 74 opposite if the film pressure sensor 70 is completed.
Die isolierende Schicht 79 weist
einen Aufbau (einschließlich
Form, Dicke und Öffnung)
auf, derart, dass ein vorgegebener Abstand zwischen jeweils zwei
einander gegenüberliegenden
druckempfindlichen Schichten gewährleistet
ist, wenn der Folien-Drucksensor 70 fertiggestellt wird,
und dass jeweils zwei einander gegenüberliegende druckempfindliche
Schichten miteinander in Kontakt gebracht werden, wenn ein vorgegebener
Druck auf sie ausgeübt
wird. Die isolierende Schicht 79 weist eine Öffnung auf,
um es dem distalen Ende des Schaltungsmusters 72p zu ermöglichen,
in Kontakt mit der anderen Seite der temperaturempfindlichen Schicht 74 gebracht
zu werden, wenn der Folien-Drucksensor 70 fertiggestellt
wird.The insulating layer 79 has a structure (including shape, thickness and opening) such that a predetermined distance between two opposing pressure-sensitive layers is ensured when the film pressure sensor 70 is completed, and that two opposing pressure-sensitive layers are brought into contact with one another when a predetermined pressure is exerted on them. The insulating layer 79 has an opening to it the distal end of the circuit pattern 72p to allow in contact with the other side of the temperature sensitive layer 74 to be brought when the foil pressure sensor 70 is completed.
Gemäß dem oben beschriebenen Aufbau kann
der Folien-Drucksensor 70 durch Anordnung und Laminierung
der isolierenden Folien vollständig fertiggestellt
werden, wie in 10 gezeigt.According to the structure described above, the film pressure sensor can 70 can be completely completed by arranging and laminating the insulating films, as in 10 shown.
Folglich wird die Temperatur durch
das Schaltungsmuster 72p, die temperaturempfindliche Schicht 74 und
das Schaltungsmuster 78p des Folien-Drucksensors 70 gemessen;
wohingegen der Widerstandswert (Druck) zwischen den druckempfindlichen
Schichten 72a und 76a durch die Schaltungsmuster 72p und 76p gemessen
werden. Des Weiteren wird der Widerstandswert (Druck) zwischen den druckempfindlichen
Schichten 72b und 77a durch die Schaltungsmuster 72p und 77p gemessen.
Ebenso wird hinsichtlich der unteren drei Druckmessbereiche (in 9) der Widerstandswert (Druck)
jedes Bereichs durch das Schaltungsmuster 73p und ein aus den
Schaltungsmustern 76p, 77p und 78p ausgewähltes geeignetes
Gegenstück
gemessen.Consequently, the temperature is determined by the circuit pattern 72p , the temperature sensitive layer 74 and the circuit pattern 78p of the foil pressure sensor 70 measured; whereas the resistance value (pressure) between the pressure sensitive layers 72a and 76a through the circuit pattern 72p and 76p be measured. Furthermore, the resistance value (pressure) between the pressure sensitive layers 72b and 77a through the circuit pattern 72p and 77p measured. Likewise, with regard to the lower three pressure measuring ranges (in 9 ) the resistance value (pressure) of each area by the circuit pattern 73p and one from the circuit patterns 76p . 77p and 78p selected suitable counterpart measured.
Wie oben beschrieben, kann der Folien-Drucksensor 70,
da der Druck in jedem Druckmessbereich wie im Falle des oben beschriebenen Folien-Drucksensors 60 gemessen
wird, die Form des druckausübenden
Objekts ermitteln. Des Weiteren werden die Schaltungsmuster für gewöhnlich für Druckmessbereiche
und Temperaturmessbereiche verwendet, die es ermöglichen, die Temperatur des Folien-Drucksensors
zu messen, ohne zusätzliche Schaltungsmusteranschlussflächen für die Temperaturmessung
zu benötigen.
Das Ergebnis der Temperaturmessung kann zur Kompensation des Drucks, der
in jedem Druckmessbereich gemessen wird, verwendet werden. Daher
können
temperaturabhängige Fehler
in der Druckmessung reduziert oder vermieden werden.As described above, the film pressure sensor can 70 , because the pressure in each pressure measuring range as in the case of the film pressure sensor described above 60 is measured, determine the shape of the pressure object. Furthermore, the circuit patterns are usually used for pressure measurement ranges and temperature measurement ranges, which make it possible to measure the temperature of the film pressure sensor without requiring additional circuit pattern connection areas for the temperature measurement. The result of the temperature measurement can be used to compensate for the pressure measured in each pressure measuring range. Therefore, temperature-dependent Errors in pressure measurement can be reduced or avoided.
Es ist selbstverständlich,
dass die Anzahl der zur Bildung einer Matrix auf den isolierenden
Folien angeordneten Drucksensoren und die Anzahl der Temperatursensoren
nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt sind.It goes without saying
that the number of to form a matrix on the insulating
Foil arranged pressure sensors and the number of temperature sensors
are not limited to the embodiment described above.
Wie oben beschrieben, ist durch die
Ausbildung des Temperaturmessbereichs unter Verwendung von z. B.
einer Metallfolie, Silbertinte, eines Polyurethanharzes oder Carbontinte
als Temperatursensor kein Vorsprung auf einem Teil des Folien-Drucksensors
ausgebildet. Daher kann der Folien-Drucksensor eine insgesamt geringe
Dicke aufweisen, so dass, selbst wenn der Folien-Drucksensor zwischen
einem Überzug
einer Kraftfahrzeugsitzvorrichtung und einem Sitzpolster angeordnet
ist, keine unnötigen
Vorsprünge
auf dem Sitz gebildet werden, so dass der Komfort für einen
Fahrgast, der darauf sitzt, gewährleistet
ist.As described above, is by the
Formation of the temperature measuring range using z. B.
a metal foil, silver ink, a polyurethane resin or carbon ink
as a temperature sensor, no protrusion on part of the film pressure sensor
educated. Therefore, the film pressure sensor can be low overall
Have thickness so that even if the film pressure sensor between
a coating
a motor vehicle seat device and a seat cushion
is, no unnecessary
projections
be formed on the seat so that the comfort for one
Passenger sitting on it ensures
is.
Gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen
kann der Folien-Drucksensor
zweckmäßiger verwendet
werden, wenn Veränderungen
in der Temperaturmesscharakteristik jedes Sensors vermieden werden,
damit die Sensoren übereinstimmende
Temperaturcharakteristiken aufweisen. Genauer gesagt kann dies durch
Messung der temperaturabhängigen
Widerstandsänderung
der temperaturempfindlichen Schicht und Trimmen der temperaturempfindlichen
Schicht in einem geeigneten Bereich erreicht werden, wie es durch
die gepunktete Linie in 11A angedeutet
ist, so dass die temperaturempfindliche Schicht vorgegebene elektrische
Eigenschaften aufweisen kann, bevor sie mit der isolierenden Schicht
bedeckt wird, oder durch Ausbildung einer Vielzahl an parallel zueinander
angeordneten temperaturempfindlichen Schichten auf den Schaltungsmustern,
wie in 11B gezeigt, und ebensolche
Messungen der temperaturabhängigen
Widerstandsänderung
der temperaturempfindlichen Schichten, gefolgt von einem Trimmen
der temperaturempfindlichen Schichten, um vorgeschriebene elektrische
Eigenschaften zu gewährleisten
und eine geeignete Anzahl an temperaturempfindlichen Schichten übrig zu
lassen, bevor sie mit der isolierenden Schicht bedeckt werden.According to the embodiments described above, the film pressure sensor can be used more expediently if changes in the temperature measurement characteristic of each sensor are avoided, so that the sensors have matching temperature characteristics. More specifically, this can be achieved by measuring the temperature-dependent change in resistance of the temperature-sensitive layer and trimming the temperature-sensitive layer in a suitable range, as indicated by the dotted line in FIG 11A is indicated, so that the temperature-sensitive layer can have predetermined electrical properties before it is covered with the insulating layer, or by forming a multiplicity of temperature-sensitive layers arranged parallel to one another on the circuit patterns, as in FIG 11B and measurements of the temperature-dependent change in resistance of the temperature-sensitive layers, followed by trimming the temperature-sensitive layers to ensure prescribed electrical properties and to leave an appropriate number of temperature-sensitive layers before they are covered with the insulating layer.
Mit einer gewöhnlich verwendeten Trimmtechnik
wird z. B. ein Widerstandselement unter Verwendung eines Lasers
eingekerbt oder zu einer brauchbaren Größe zurecht gestutzt, so dass
es einen bestimmten Widerstandswert aufweist. Jedoch erfordert diese
Technik eine teuere Ausrüs tung,
die eine Laseranordnung oder dergleichen beinhaltet. Des Weiteren
kann der auf dem Foliensensor ausgebildete Temperaturmessbereich
durch Ausstanzen dieses Bereichs zusammen mit den Folien oder durch
Schnitte mit einem Messer und dergleichen beschnitten werden. Die
vorliegende Erfindung bietet einen größeren Kostenvorteil, da verglichen
mit konventionellen Techniken eine kostengünstige Ausrüstung verwendet wird.With a commonly used trimming technique
z. B. a resistance element using a laser
notched or trimmed to a usable size so that
it has a certain resistance value. However, this requires
Technology an expensive equipment,
which includes a laser arrangement or the like. Furthermore
the temperature measuring range formed on the film sensor
by punching out this area together with the foils or by
Cuts can be trimmed with a knife and the like. The
present invention offers a greater cost advantage as compared
inexpensive equipment is used with conventional techniques.
Natürlich sind die Ausgestaltungen
der Schaltungsmuster und der druckempfindlichen Schichten und der
temperaturempfindlichen Schichten des Folien-Drucksensors gemäß der vorliegenden
Erfindung weder auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, noch
ist die Dicke der Silbertinte des Polyurethanharzes, der Carbontinte
usw. auf eine bestimmte geringe Dicke beschränkt.Of course, the designs are
the circuit pattern and the pressure sensitive layers and the
temperature sensitive layers of the film pressure sensor according to the present
Invention is not limited to the embodiments described above, nor
is the thickness of the silver ink of the polyurethane resin, the carbon ink
etc. limited to a certain small thickness.
Wie bereits zuvor beschrieben, wird
der Folien-Drucksensor gemäß der vorliegenden
Erfindung zwischen einem Bezug und einem Sitzpolstermaterial, wie
z. B. Urethan, in einer Kraftfahrzeugsitzvorrichtung, einem Massagestuhl
oder in einer medizinischen Vorrichtung, wie z. B. einem Bett, angeordnet, um
in geeigneter Weise dafür
eingesetzt zu werden, zu messen, ob eine Person auf der Sitzvorrichtung sitzt
oder nicht.As previously described,
the film pressure sensor according to the present
Invention between a cover and a seat cushion material, such as
z. B. urethane, in a motor vehicle seat device, a massage chair
or in a medical device, such as. B. a bed arranged to
in a suitable way for that
to be used to measure whether a person is sitting on the seat device
or not.